Desde México nos escribe Erika, alumna del 7º semestre de Diseño Industrial del Tecnológico de Monterrey, donde, en colaboración con otros compañeros está trabajando en un proyecto para zonas rurales. Nos pregunta sobre materiales aislantes y sistemas de cocción de alimentos y calentamiento de agua. Necesitan soluciones económicas y, a ser posible, con materiales reciclados o aprovechables de la zona. Para darle soluciones, en mimbrea hemos contado con Ricardo López de AislayAhorra, experto en materiales aislantes y Ángeles Álvarez, webmaster de micalentadorsolar.com experta en sistemas de calentamiento económicos y diy, y recién incorporada a la Red de Expertos de mimbrea. Entre ambos apoyan a nuestra lectora Erika en su trabajo y, por extensión, a las comunidades rurales a las que va dirigido su proyecto.

Aquí va la duda de Erika:

“Buenas tardes, quisiera solicitar su apoyo. El proyecto es sobre el desarrollo de un sistema para cocinar alimentos, calentar agua para el baño y calefacción ambiental. Este sistema está dirigido principalmente para zonas rurales, por lo cual son importantes las tecnologías alternas económicas, al igual que materiales reciclados y de bajo costo.
Nuestra propuesta es un sistema híbrido que funcione a partir de un colector solar y que además se pueda utilizar leña como combustible cuando no se tenga el sol disponible.
Por eso nos sería muy útil conocer materiales que sean económicos y resistentes a la intemperie que permitan aislar el calor al igual que materiales que pudiéramos utilizar para el colector solar.
Incluso, en el caso de la estufa solar, no sabemos qué material puede funcionar para reemplazar el vidrio templado, que produzca el efecto invernadero en las mismas condiciones sin restarle eficiencia al sistema.
Se están contemplando zonas de climas variados, zonas rurales alrededor del país, pero el proyecto surgió a partir de una visita a un municipio llamado Huitzilac, ubicado en el estado de Morelos, México, y es principalmente hacia donde va dirigido el mismo.
El clima del lugar es semifrío a templado semifrío. La temperatura anual promedio va desde los 8°C a los 18° C. La precipitación promedio anual va desde los 1300 mm a los 1500 mm. Y hay granizadas entre 0 y 4 días al año.
Las principales actividades de la región y materias primas que tienen a la mano son: producción de avena, peral, ciruelo, manzano, maíz y haba. Cría ovina y porcina. Los árboles y arbustos de la región: encino, laurel, pino y madroño.
Sin más por el momento, agradezco su tiempo y atención quedando en espera de su respuesta.
Saludos cordiales. Erika”

Vamos primero con la respuesta de Ricardo López de AislayAhorra sobre los aislantes:

Hola Erika,

si el aislante tiene que resistir a la interperie (agua, lluvia) los materiales hidrófilos reciclables o naturales como son la celulosa, el corcho, el cañamo, etc…tienen que descartarse, ya que un material aislante húmedo deja de aislar, aparte de provocar otros problemas.

La lana de roca, aunque no sea un material estrictamente económico o reciclable o el poliestireno, son dos materiales resistentes a la interperie, no absorben agua, por lo que siempre aislarán. En tu proyecto tendrás o bien proteger contra la humedad muy bien los aislantes, de forma que puedan usarse los económicos, naturales o ecológicos, o bien dejarlos desprotegidos en cuyo caso tendrías que usar los aislantes mencionados.

Si vas tener temperaturas próximas o superiores a  los 100 grados, la lana de roca será definitivamente el único material que podrás usar.

Un cordial saludo, Ricardo López

Y ahora Ángeles Álvarez webmaster de micalentadorsolar.com nos explica las bases y algunos ejemplos sobre el calentamiento de agua y espacios y la cocción de alimentos:

Hola Erika, cada uno de los objetivos del proyecto tienen mejores prácticas diferentes, ya que sus necesidades son distintas:

• para cocinar alimentos se requiere calentar poco volumen, pero a una temperatura alta,
• para calentar agua para bañarse se requiere calentar más volumen pero a una
  temperatura inferior (basta con 38°C) para un baño caliente
• y, por último, la calefacción ambiental es un volumen muy grande y son solo pocos grados los que hay que agregar.

Por ello quizá la solución sea diferente para cada uno de ellos.

Para el caso de una estufa solar (para cocinar), no creo que sea necesario que el vidrio sea templado para soportar las temperaturas, ya que la caja de efecto invernadero que se realiza con vidrio normal no ha tenido problemas al calentarse, lo que si puede quebrarlo es el cambio brusco de temperatura, como que le agreguen agua fría cuando está caliente. Como referencia de cómo construir una estufa solar económica está esta de la Unam que me parece una opción segura.

Hay otras opciones como poner un recipiente en el punto focal de una parábola, su principio es similar al de la lupa en la que se concentra el calor en un punto y puede encender madera. En la parábola la cantidad de rayos que se concentra es mayor y por lo tanto proporcionan mucho calor en un punto, pero también son más peligrosas porque pueden ocasionar quemaduras muy graves si se toca el foco de la parábola (que además no se ve simple vista), por ello se deben mantener bajo la sombra cuando no se usan, además como la tierra gira, la dirección de los rayos cambia y va cambiando el foco de la parábola. La mejor referencia que tengo está en inglés y son videos del mismo autor, por ejemplo éste te puede dar una idea de su poder. Hay quienes han transformado antenas parabólicas aprovechando que ya tienen esa forma, pero hay que manejarlas con mucho cuidado.

Para calentar agua para bañarse, lo más sencillo es poner una cubeta pintada de negro, de preferencia forrada con algún aislante (o puede ser barro protegida por una bolsa de plástico, para que no se ensucie el agua) y con un vidrio en la parte de arriba, la dejas al sol unas horas y tienes agua bastante caliente para bañarte (puedes ver los experimentos que hizo una persona de Guerrero en micalentadorsolar) Puedes poner tantas cubetas como personas se vayan a bañar. Se puede usar plástico cristal en reemplazo del vidrio, pero dura poco (máximo 1 año) porque los cambios de temperatura tienden a cristalizarlo.

Donde se aumentan los costos es cuando necesitas calentar el agua de la regadera, por que entonces se utiliza mucho más agua que con cubeta y necesitas un recipiente para mantenerla caliente (ahí es donde entran los calenadores solares con circulación por termosifón, como el que está documentado en micalentadorsolar.com).

Para calentar el ambiente de una habitación creo que el más económico es un calentador que utiliza un ventilador para forzar el aire. Las dos ideas para calentar aire que me parecen atractivas son las que siguen, pero consideraría que parte del aire que ingrese al calentador fuera del aire libre para que no se vicie el aire de la casa. (Las ligas están en inglés, pero las imágenes son bastante claras.)

1. Una caja con dos o más paredes para guiar el aire como si fuera un laberinto cubierta con un vidrio y con extractor en un extremo que permita el ingreso del aire a la casa. Referencias: 1, 2, 3
2. Una caja de efecto invernadero con una tubería en forma de serpentín pintada de negro de un diámetro mayor a 7 cm, también se puede hacer con latas de refresco. Referencias: 1, 2

También mencionas la actividad ganadera, ahí se pueden utilizar biodigestores para utilizar el gas que emana del estiércol como gas de cocina.

Espero te sea útil la respuesta. Saludos!! Ángeles Álvarez.

Erika, esperamos haber resuelto algunas dudas y profundizado en el tema, y a todos los que queráis construir sistemas de calefacción, agua caliente o cocción económicos. Si todavía os surgen preguntas o queréis saber más posibilidades o detalles, no dudéis en consultarnos.

Imágenes:
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Sacada de ingenierafantastica.net
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